沖壓工藝的基礎知識和詳細介紹

1、沖壓,板料沖壓-利用沖模使板料產(chǎn)生分離或變形的加工方法。 加工范圍-冷態(tài)下8毫米； 熱態(tài)沖壓8-10毫米。 設備及模具-板料沖壓是在沖床上利用模具進行沖壓加工。 常見沖壓材料-低碳鋼、銅合金、鋁合金、鎂合金及塑性高的合金鋼。非金屬材料如橡膠、皮革、毛氈、硬紙板等。,板料沖壓具有如下特點：,可以沖壓出形狀相對復雜的零件，廢料少。 產(chǎn)品具有足夠高的精度和較低的表面粗糙度， 互換性能好。 能獲得質(zhì)量輕、材料消耗少、強度和剛度 較高的零件。 沖壓操作簡單，工藝過程便于機械化和 自動化，生產(chǎn)率高。零件成本低。,第一節(jié) 分離工序,分離工序-使坯料的一部分與另一部分相互分離的工序。它是許多工序如沖孔、落料、

2、切斷等的總稱。,一.落料及沖孔（沖裁）,落料是被分離的部分為成品，而周邊是廢料；,沖孔是被分離的部分為廢料，而周邊是成品;,1. 沖裁變形過程,彈性變形,塑性變形,斷裂分離,影響沖裁的主要因素：沖模間隙、刃口的鋒利程度及沖裁力。,彈性變形階段,塑性變形階段,斷裂分離階段,彈性變形,塑性變形,斷裂階段,沖裁,2、凸凹模間隙 凹模間隙c的確定：間隙不能過大，也不能過小。,間隙合適,間隙過大,間隙過小,凸凹模間隙對沖裁件質(zhì)量的影響,當間隙過小時，如圖示，外表尺寸略有增大，內(nèi)腔尺寸略有縮?。◤椥曰貜停?。光面寬度增加，塌角、毛刺、斜度等都有所減小，工件質(zhì)量較高。,當間隙過大時，如圖示，斷面光面減小，塌角

3、與斜度增大，形成厚而大的拉長毛刺，且難以去除，同時沖裁的翹曲現(xiàn)象嚴重。外形尺寸縮小，內(nèi)腔尺寸增大，模具壽命較高。,當間隙合適時，如圖所示，這時光面約占板厚的1/21/3左右，切斷面的塌角、毛刺和斜度均很小。零件的尺寸幾乎與模具一致，完全可以滿足使用要求。,間隙小,間隙大,間隙適中,2、凸凹模間隙 凹模間隙c的確定：間隙不能過大，也不能過小。,c = m,c單邊間隙值 板料厚度，mm m與材料性能及厚度有關的系數(shù) 低碳鋼、純鐵 ：m=0.060.09 銅、鋁合金： m=0.060.1 高碳鋼： m=0.080.01 料厚3mm時，m適當放大。,按材料種類及厚度 選擇間隙,3、 凸凹模刃口尺寸的確

4、定： 落料模：取凹模作為設計基準 凹模刃口尺寸 = 工件要求尺寸（小尺寸）； 凸模刃口尺寸 = 凹模刃口尺寸 - 間隙值 沖孔模：取凸模作為設計基準 凸模刃口尺寸 = 工件要求尺寸（大尺寸）； 凹模刃口尺寸 = 凸模刃口尺寸 + 間隙值,落料件尺寸隨凹模刃口磨損而增大，沖孔件尺寸隨凸模磨損而減小，所以,落料凹?；境叽鐟」ぜ叽绻罘秶鷥?nèi)的較小的尺寸。,沖孔凸?；境叽鐟」ぜ叽绻罘秶鷥?nèi)的較大尺寸。,4、沖裁力的計算：,平刃沖模的沖裁力按下式計算: P = KLs 式中：P沖裁力，N ； L沖裁周邊長（mm）； s坯料厚度（mm）； K系數(shù)，常取1.3； 材料抗剪強度（MPa），取=0.

5、8b。,5、沖裁件的排樣：,排樣是指落料件在條料，帶料或板料上合理布置的方法 落料件的排樣有兩種類型：無搭邊排樣和有搭邊排樣。 合理排樣可提高材料利用率。,不同排樣方式材料消耗對比,二 修整,修整是利用修整模沿沖裁件外緣或內(nèi)孔刮削一薄層金屬，以切掉普通沖裁時在沖裁件斷面上存留的剪裂帶和毛刺，從而提高沖裁件的尺寸精度和降低表面粗糙度。,修整后沖裁件公差等級 達IT6IT7，表面粗糙度 Ra為0.81.6m。,修整工序簡圖,三 切斷 切斷-用剪刃或沖模將板料沿不封閉輪廓進行分離的工序。 此外還有切舌（如圖所示）、切邊、剖切等工序 。,第二節(jié) 變形工序,變形工序-使坯料的一部分相對另一部分產(chǎn)生位移而

6、不破裂的工序。它是許多工序的總稱如拉深、彎曲等。,一、 拉深 ：使板料（淺的空心件）成形為空心件（深的空心件），而厚度基本不變的加工方法成為拉深。,（1）拉深變化過程,拉深過程及變形特點： 拉深過程如圖示，其凸模和凹模有一定的圓角，其間隙一般稍大于板料厚度。拉深件的底部一般不變形，厚度基本不變。直壁厚度有所減小。,圓筒形零件的拉深,一 拉深,拉深,（2） 拉深中的廢品 。,拉裂,起皺,現(xiàn)場拉裂起皺件,起皺,正確選擇拉伸系數(shù),凸凹模圓角半徑,拉深中常見的廢品及防止措施,拉裂 ：從拉深過程中可以看到，拉伸件中最危險的部位是直壁與底部的過渡圓角處，當拉應力超過材料的強度極限時，此處將被“拉裂”。防止

7、“拉裂”的措施有：,潤滑不足或不適當,凸凹模間隙,正確選擇拉深系數(shù),拉深件直徑d與坯料直徑D的比值稱為拉深系數(shù)，用m表示，即m = d/D。 拉深系數(shù)不小于0.50.8。坯料的塑性差取上限值，塑性好取下限值。,如果拉深系數(shù)過小，不能一次拉深成形時，則可采用多次拉深工藝。 第一次拉深系數(shù) m1 = d1/D 第二次拉深系數(shù) m2 = d2/d1 第幾次拉深系數(shù) mn = dn/dn-1 總的拉深系數(shù) m = m1m2mn,凸凹模的圓角半徑：材料為鋼的拉深件，取r凹=10，而r凸=（0.61）r凹。這兩個圓角半徑過小，產(chǎn)品容易拉裂。 凸凹模間隙：一般取Z=（1.11.2）.,避免起皺的工藝方法,起

8、皺：拉深系數(shù)越小，板料的相對厚度越薄越容易起皺,（3） 旋壓：用旋壓法制作拉深件,二、彎曲 是坯料的一部分相對于另一部分彎曲成一定曲率或角度的 工序。,拉應力,壓應力,二、彎曲 是坯料的一部分相對于另一部分彎曲成一定曲率或角度的 工序。,回彈,回彈現(xiàn)象由于彈性變形的恢復，坯料略微彈回一點，使被彎曲的角度增大。一般回彈角為010,彎曲時還應盡可能使彎曲線與坯料纖維方向垂直。,與坯料纖維方向垂直,3 翻邊,翻邊孔的容許值 K=do / d,翻邊是在坯料的平面部分或曲面部分上使板料沿一定的曲率翻成豎立邊緣的沖壓成型方法。內(nèi)孔翻邊和外緣翻邊。,翻邊,圓孔翻邊舉例,4、 成型 利用局部變形使坯料或使半成

9、品改變形狀的工序。,用橡皮 壓制筋條,用橡皮芯脹型,多工序成型零件 落料后； 三次拉深； 沖孔； 翻邊； 沖缺。,5 沖模的分類和構(gòu)造,沖模的分類,簡單沖模： 在沖床的一次沖程中只完成一個工序的沖模。 連續(xù)沖模： 在沖床的一次沖程中，在模具的不同部位同時完成數(shù)道工序的模具。 復合沖模： 在沖床的一次沖程中，在模具的同一部位同時完成數(shù)道工序的模具。,簡單沖模,在沖床的一次沖程中只完成一個工序的沖模，稱為簡單沖模。模具簡單,造價低。,簡單沖模,沖床的一次沖程中，在模具不同部位上同時完成數(shù)道沖壓工序的模具，稱為連續(xù)模。生產(chǎn)率高，要求定位精度高。,連續(xù)沖模（級進模）,連續(xù)沖模,沖床的一次沖程中，在模具

10、同一部位上同時完成數(shù)道沖壓工序的模具，稱為復合模。精度高，模具復雜。,復合模,落料沖孔復合模,凸、凹模做成一體,6 沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性,(1)、沖壓件的形狀及尺寸： 對落料件和沖孔件的要求： 落料件的外形和沖孔件的孔形應力求簡單、對稱；如圖所示； 沖孔的尺寸不能過小，如圖所示； 沖裁件上直線與直線、曲線與直線的交接處，應采用圓弧連接，如圖所示； 沖壓件排料應以節(jié)約材料、降低成本和保證質(zhì)量為本，如圖所示；,不合理的落料外形,沖孔件尺寸與厚度 關系,對彎曲件的要求： 彎曲件形狀應盡量對稱，彎曲半徑不能小于材料允許的最小彎曲半徑，并應考慮材料的纖維方向； 彎曲邊過短不易成形，H2s如圖所示； 彎曲帶孔件時，為避免孔的變形，應注意孔的位置，L(1.52)s.如圖所示 彎曲時有時可事先鉆出止裂孔，如圖所示； 空心零件不易過高、過深，如圖所示；,圖3.3.19 彎曲邊高 圖3.3.20 帶孔彎曲件,對拉深件的要求： 拉深件外形應簡單、對稱，且高度不宜太大，以便減少拉伸次數(shù)； 拉深件的最小許可半徑如圖所示；,（3）拉深件的要求 拉深件最小允許半徑,(2)、改進結(jié)構(gòu)